用于太阳能电池的新颖箔片的制作方法
【专利摘要】本发明涉及新颖的用于太阳能电池的箔片，该箔片具有改进的水解耐受性，并且还涉及包括所述箔片的太阳能电池。
【专利说明】用于太阳能电池的新颖箔片
【技术领域】
[0001]本发明涉及新颖的用于太阳能电池的箔片，并且涉及包含所述箔片的太阳能电池，这些箔片具有改进的水解耐受性。
【背景技术】
[0002]在德国将要放弃核能的决定之后，光伏发电日益增加。[0003]如所熟知的，光伏发电是通过硅电池半导体将太阳能直接转化为电能。然而，当将这种太阳能电池元件直接与环境空气接触时，其品质下降。因此，这种安排总体上具有一个太阳能电池元件，该太阳能电池元件在一种密封材料与一种透明的表面保护材料(通常是玻璃)和一种背面的表面保护材料(背面箔片例如由聚酯树脂、氟树脂或类似物制成)之间，以实现一种缓冲效果并且防止外来物进入并且尤其是防止水分的进入。
[0004]氟树脂(基于聚氟乙烯的塑料)由于其惰性是特别适合于此应用领域的，但是其生产太昂贵并且经常是不能以足够的量可得，并且因此易于水解的聚酯树脂被用作替代物。因此开发工作主要是针对防止聚酯树脂层的水解。
[0005]用于此目的的材料的实例是碳二亚胺，参见EP-A2262000。在此，尤其优选的是脂肪族碳二亚胺，例如Carbodilite ? LA-1和Carbodilite ? HMV-8CV。然而，这些具有的缺点是仅在高浓度下作为水解稳定剂起作用。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于提供用于太阳能电池的基于聚酯的箔片，这些箔片没有现有技术的缺点并且尤其是耐水解的。
[0007]出人意料地，已经发现了以下箔片不具有现有技术的缺点，这些箔片包含至少一种聚酯以及按重量计从0.5%至2.5%的至少一种基于1，3，5-三异丙基-2，4- 二异氰酰苯的具有从10000至30000g/mol的重均摩尔质量Mw的聚芳香族碳二亚胺。
[0008]因此，本发明提供了用于太阳能电池的箔片，这些箔片包含至少一种聚酯以及基于该聚酯按重量计从0.5%至2.5%，优选按重量计从1.0%至2.0%的至少一种基于1，3，5-三异丙基-2，4- 二异氰酰苯的具有从10000至30000g/mol，优选从15000至25000g/mol，非常特别优选从17000至22000的重均摩尔质量Mw的聚碳二亚胺。
[0009]重均摩尔质量是在四氢呋喃(THF)中对照作为标准的聚苯乙烯测量的GPC (凝胶渗透色谱法)来确定的。
[0010]在本发明的一个实施例中，该聚酯包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、和/或聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)。在此，特别优选聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)。
[0011]在本发明的另一个实施例中，该聚酯包含一种聚酯混合物。在此方面，优选聚对苯二甲酸乙二酯(PET)与聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物。[0012]这些聚酯包含可商购的物质，这些物质例如是从英威达公司(Invista, Novapet
S.A.)、朗盛德国责任有限公司(Lanxess Deutschland GmbH)、Corterra聚合物公司(Corterra Polymers (壳牌化学公司(Shell Chemicals))或者还有杜邦帝人公司(Tei jinDuPont)可获得的。
[0013]为了本发明的目的，碳二亚胺优选地包含基于I，3，5-三异丙基-2，4- 二异氰酰苯的、具有从20000至30000g/mol的重均摩尔质量Mw的芳香族碳二亚胺。这些是可商购的，并且作为举例从莱茵化学莱脑有限公司(Rhein Chemie Rheinau GmbH)可获得。
[0014]本发明的箔片还包含其他添加剂，例如颜料、染料、填充剂、稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、加工助剂、交联剂，等等。
【具体实施方式】
[0015]本发明的箔片优选地通过以下过程生产。 [0016]在本发明的一个实施例中，将基于1，3，5-三异丙基-2，4-二异氰酰苯的、具有从10000至30000g/mol的重均摩尔质量Mw的聚合物碳二亚胺以所希望的浓度通过捏合机和/或挤出机结合到该聚酯中。
[0017]在本发明的另一个实施例中，将基于1，3，5-三异丙基-2，4- 二异氰酰苯的、具有从10000至30000g/mol的重均摩尔质量Mw的聚碳二亚胺以含聚酯的母料的形式通过捏合机和/或挤出机结合到该聚酯中。在此，母料中的碳二亚胺的浓度优选地是按重量计10%-20%。
[0018]优选使用的添加剂、颜料、染料、填充剂、稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、加工助剂以及
交联剂优选地与聚碳二亚胺在混合步骤中结合到该聚酯中。在此可按照所希望的来选择添加碳二亚胺和添加剂的顺序。
[0019]箔片优选地通过将碳二亚胺或碳二亚胺母料和聚酯以熔体进行混合以及随后的熔体挤出过程来生产，也参见EP-A2262000。
[0020]可以使用以下的设备用于熔体挤出过程:单螺杆、双螺杆或多螺杆挤出机，行星齿轮挤出机、级联挤出机、连续操作混炼捏合机(Buss类型)以及批次操作的捏合机，例如班布里类型，以及在聚合物工业中通常使用的其他组件。
[0021]此处的箔片能够以任何所希望的厚度生产。然而，优选的是从25至300微米的层厚度。
[0022]本发明还提供了本发明的箔片在太阳能电池中的用途，其中优选的是用于密封并且因此用于保护免受环境影响(例如水分)以及免于外来物的进入。
[0023]本发明还提供了一种包含至少一个本发明的箔片的太阳能电池模块。
[0024]太阳能电池总体上由多个不同的材料层组成，这些材料层是例如
[0025]-由例如玻璃板或透明基底(例如聚碳酸酯)制成的透明前面板，
[0026]-在通常包含乙烯-乙酸乙烯酯的包封箔片中层叠的硅晶片，
[0027]-由聚氟乙烯和/或聚酯制成的背面箔片，以及
[0028]-一个铝框架。
[0029]此外，还存在已知的太阳能电池，这些电池在该透明的前面板与该硅晶片之间还具有透明的聚合物层，这些聚合物层例如由α -烯烃-乙酸乙烯酯共聚物与烯烃制成，这些烯烃是选自:乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯和辛烯,如例如在EP-A2031662中描述的。
[0030]本发明的箔片在本发明中用作太阳能电池中的背面箔片。此处的箔片可以用在现有技术中已知的太阳能电池的任一者中。
[0031]此外的太阳能电池通过现有技术中描述的方法生产，从通过流延法、布里奇曼法(Bridgeman processes)、EFG(限边馈膜生长)法、或柴可拉斯基法(Czochralski process)的用于生产硅的标准方法开始并且随后生产Si晶片，并且将上述的材料层组装到彼此顶部，其中本发明的箔片用于替代常用的背面箔片。在此，层压方法还可以用于将太阳能电池的多个单个的层与彼此组合，参见EP-A2031662。
[0032]本发明的范围涵盖在一般术语或优选范围中以上所提供的和以下所列出的任何的部分定义、指数、参数以及解释的所希望的组合，即，还涵盖涉及对应的范围和优选范围的组合。
[0033]以下实例是用来展示本发明，不产生任何限制作用。
[0034]发明性的实例:
[0035]在实例中使用了以下物质:
[0036]PET=聚对苯二甲酸乙二酯，从Novapet公司可获得，在实例I和3_7中使用。
[0037]在实例编号2中，在进行以下描述的测量之前，将上述的PET在fferner&PfIeiderer公司的ZSK25实验室双螺杆挤出机中挤出一次。
[0038]Stabaxol ? 1LF，双_2，6_ 二异丙基苯基碳二亚胺，从德国莱茵化学莱脑有限公司获得，在实例3中使用。
[0039]聚碳二亚胺，基于1，3，5_ 二异丙基_2，4_ 二异氰酸苯，重均摩尔质量Mw为2000〈Mw〈5000g/mol，在实例 4 中使用。
[0040]聚碳二亚胺，基于1，3，5_ 二异丙基_2，4_ 二异氰酸苯,具有以下重均摩尔质量
[0041]Mw17000g/mol，在实例5 (本发明的)中使用
[0042]Mw21700g/mol，在实例6 (本发明的)中使用
[0043]Mw38000g/mol，在实例7 (对比)中使用
[0044]Mw51000g/mol，在实例8 (对比)中使用。
[0045]Carbodilite ? LA1，聚合脂肪族碳二亚胺，基于二环己基甲烷4，4’-二异氰酸酯(H12MDI)，具有重均摩尔质量Mw>20000g/mol，来自日清纺化学株式会社(NisshinboChemical Inc.)，在实例编号9中使用。
[0046]Carbodilite ? HMV-8CA,聚合脂肪族碳二亚胺,基于二环己基甲烧4，4’- 二异氰酸酯(H12MDI)，具有重均摩尔质量仏约lOOOOg/mol，来自日清纺化学株式会社(NisshinboChemical Inc.)，在实例编号10中使用。[0047]通过使用来自Werner und Pf Ieiderer的ZSK25实验室双螺杆挤出机将这些碳二亚胺结合进PET中。
[0048]表1示出了所使用的碳二亚胺的性质和质量以及还有相对耐水解性测量的结果。
[0049]对于断裂拉伸应变的测量，在Arburg Allrounder320S150_500注塑模制机上生产F3标准试验样品。
[0050]针对水解测试，将这些标准F3试验样品在水蒸汽中120°C的温度下储存24小时，并且在0和24小时之后进行其断裂拉伸应变测量。[0051]重均摩尔质量是在四氢呋喃(THF)中对照作为标准的聚苯乙烯测量的GPC (凝胶渗透色谱法)来确定的。为此目的，使用来自赛默飞世尔科技公司的测量设备。
[0052]表1中所述的值是从以下计算获得的:
[0053]断裂拉伸应变[%]= (24小时后的断裂拉伸应变/0小时后断裂拉伸应变)XlOO
[0054]表1
[0055]
【权利要求】
1.一种箔片，包含至少一种聚酯以及基于该聚酯按重量计从1.0%-2.0%的至少一种基于1，3，5-三异丙基-2，4-二异氰酰苯的具有从10000至30000g/mol的重均摩尔质量Mw的聚碳二亚胺。
2.如权利要求1所述的箔片，其特征在于该聚酯包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、和/或聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT )。
3.如权利要求1或2所述的箔片，其特征在于重均摩尔质量Mw是从15000至25000g/mol ο
4.如权利要求1至3中一项或多项所述的箔片，其特征在于该碳二亚胺的重均摩尔质量1 是从 17000 至 22000g/mol，特别优选从 17000 至 21700g/mol。
5.一种太阳能电池模块，包含至少一个如权利要求1至4中一项或多项所述的箔片。
6.如权利要求1至4中一项或多项所述的箔片用于密封太阳能电池的用途。
【文档编号】H01L31/048GK103748145SQ201280040518
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年8月20日 优先权日:2011年8月22日
【发明者】威廉·劳弗, 阿明·埃克特 申请人:莱茵化学有限公司